[发明专利]用于钻机空气压缩机的液力耦合传动系统

权利要求书

1.一种钻机，包括：

基部；

钻塔，所述钻塔耦合至所述基部并且从所述基部延伸出来；

钻杆，所述钻杆耦合至所述钻塔并且由所述钻塔支撑；

空气压缩机，所述空气压缩机耦合至所述基部；

原动机，所述原动机耦合至所述空气压缩机；以及

液力偶合器，所述液力耦合器设置在所述原动机和所述空气压缩机之间，并且耦 合至所述原动机和所述空气压缩机。

2.根据权利要求1所述的钻机，其中所述液力耦合器包括输入泵和单独隔开的输出 涡轮，所述输入泵和所述输出涡轮均绕着共享的轴旋转并且由位于所述液力耦合器内 的间隙分开。

3.根据权利要求2所述的钻机，其中所述液力耦合器为液体动力装置，所述液体动 力装置包括位于所述间隙中的油以将动量从所述输入泵转移到所述输出涡轮。

4.根据权利要求3所述的钻机，其中所述原动机耦合至所述输入泵并且被配置成致 使所述输入泵旋转，从而致使靠近所述输入泵的位于所述间隙中的油旋转并被泵送至 所述输出涡轮，从而致使所述输出涡轮旋转。

5.根据权利要求2所述的钻机，其中所述空气压缩机包括主旋转体，所述输出涡轮 耦合至所述空气压缩机的所述主旋转体，从而所述输出涡轮的旋转引起所述主旋转体 的旋转。

6.根据权利要求2所述的钻机，进一步包括附加涡轮，所述附加涡轮设置于所述输 入泵和所述输出涡轮之间。

7.根据权利要求2所述的钻机，其中所述液力耦合器包括锁定结构，当所述输入泵 增加速度并且达到预定的速度阀值时，所述锁定结构将所述输入泵物理连接和联接至 所述输出涡轮。

8.根据权利要求7所述的钻机，其中所述预定的速度阀值为所述输入泵最大运行速 度的70％。

9.根据权利要求7所述的钻机，其中所述锁定结构包括垫片，所述垫片位于所述输 入泵和所述输出涡轮中的至少一个上，并且由于离心力而径向展开。

10.根据权利要求1所述的钻机，进一步包括控制系统，所述控制系统耦合至所述液 力耦合器以控制所述液力耦合器，其中所述控制系统在保持所述原动机以恒速运行的 同时改变所述液力耦合器内的油量，从而在所述空气压缩机中产生变速控制。

11.根据权利要求1所述的钻机，其中所述空气压缩机为浸油旋转螺杆式空气压缩机， 所述浸油旋转螺杆式空气压缩机具有绕着第一轴旋转的主旋转体和绕着第二轴旋转 的耦合至所述主旋转体的第二旋转体，所述主旋转体和所述第二旋转体均设置在固定 壳体内。

12.根据权利要求11所述的钻机，其中所述固定壳体包括进气口和出气口，所述主旋 转体包括沿其长度的螺旋形凸角和螺旋形凹槽，并且所述第二旋转体包括沿其长度的 螺旋形凸角和螺旋形凹槽。

13.根据权利要求1所述的钻机，进一步包括液压泵，所述液压泵耦合至所述输出涡 轮并且由所述输出涡轮提供动力。

14.一种操作钻机上的空气压缩机的方法，所述方法包括：

改变液力耦合器中的油量，所述液力耦合器耦合至原动机和所述空气压缩机； 以及

在改变所述油量的同时，维持所述原动机的恒定速度以在所述液力耦合器的输 入泵和所述液力耦合器的输出涡轮之间产生滑移。

15.根据权利要求14所述的方法，其中当所述钻机没有钻孔时，所述控制系统从所述 液力耦合器中移除一些所述油，从而致使所述空气压缩机中的主旋转体和所述输出涡 轮减速。

16.根据权利要求15所述的方法，其中当所述钻机开始钻孔时，所述控制系统向所述 液力耦合器加油，从而致使所述空气压缩机中的主旋转体和所述输出涡轮加速。

17.根据权利要求14所述的方法，其中当所述钻机处于延长的关闭阶段时，所述控制 系统从所述液力耦合器移除全部或基本上全部的所述油，以在所述输入泵和所述输出 涡轮之间形成断开。